วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์แบบพรีเพรก เป็นวัสดุที่ทำจากวัสดุเสริมแรง (เส้นใยคาร์บอน เรซินอีพ็อกซี กระดาษรอง) ผ่านกระบวนการเคลือบ การอัดร้อน การระบายความร้อน การลามิเนต การม้วน และกระบวนการอื่นๆ คาร์บอนไฟเบอร์แบบพรีเพรกเป็นวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การบินและอวกาศ ยานยนต์ พลังงานลม และอุปกรณ์กีฬา
โครงสร้างองค์ประกอบ
วัสดุเสริมแรง: คาร์บอนไฟเบอร์
ความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง: เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งในการรับแรงดึงสูงมาก โดยปกติจะแข็งแรงกว่าเหล็ก 5-10 เท่า แต่มีน้ำหนักเบากว่ามาก
ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม: สามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
ความต้านทานการกัดกร่อน: ไม่ถูกกัดกร่อนได้ง่ายจากสารเคมี ความต้านทานการกัดกร่อน: ไม่ถูกกัดกร่อนได้ง่ายจากสารเคมี
วัสดุหลัก: เรซิน
เรซินเทอร์โมเซตติง: ตัวอย่างเช่น เรซินอีพ็อกซี มีคุณสมบัติทนความร้อนและยึดเกาะได้ดี
เรซินเทอร์โมพลาสติก: เช่น PEEK หรือ PPS ซึ่งมีความยืดหยุ่นในการแปรรูปและทนทานต่อแรงกระแทกสูงกว่า
| พิมพ์ |
เส้นด้าย |
สาน |
น้ำหนักแห้ง (กรัม/ตร.ม.) |
ปริมาณเรซิน (%) |
น้ำหนักรวม (กรัม/ตร.ม.) |
ความหนา (มม.) |
ความกว้าง (มม.) |
| การบิดเบี้ยว |
เส้นพุ่ง |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
ธรรมดา |
120 |
40 |
205 |
0.16 |
1,000 |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
ผ้าทวิล |
120 |
40 |
205 |
0.16 |
1,000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
ธรรมดา |
200 |
40 |
330 |
0.28 |
1,000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
ผ้าทวิล |
200 |
40 |
330 |
0.28 |
1,000 |
| SH-CF3240 |
3K |
3K |
คราบ |
240 |
40 |
405 |
0.30 |
1,000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
ธรรมดา |
320 |
40 |
530 |
0.40 |
1,000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
ผ้าทวิล |
320 |
40 |
530 |
0.40 |
1,000 |
| SH-CF6400 |
6K |
6K |
คราบ |
400 |
40 |
665 |
0.40 |
1,000 |
SH-CF12400
|
12K |
12K |
ธรรมดา |
400 |
40 |
670 |
0.50 |
1,000 |
SH-CF12800
|
12K |
12K |
ผ้าทวิล |
480 |
40 |
800 |
0.55 |
1,000 |
กระบวนการผลิต
การวางเส้นใย: จัดเรียงเส้นใยคาร์บอนในทิศทางที่กำหนด (ผ้าแบบทิศทางเดียว) หรือทอเข้าด้วยกันเป็นเนื้อผ้า (ผ้าเรียบ ผ้าทวิล ผ้าซาติน เป็นต้น)
เรซินเคลือบผิว: ทาสารเคลือบเรซินในปริมาณที่เหมาะสมให้ทั่วพื้นผิวของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์อย่างสม่ำเสมอ
ควบคุมปริมาณกาว: ควบคุมปริมาณเรซินอย่างเข้มงวดโดยใช้เครื่องอัดร้อนหรืออุปกรณ์เคลือบ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 30%-50%
การรักษาแบบกึ่งหาย: ผ้าพรีเพรกจะถูกอบด้วยความร้อนก่อนที่เรซินจะแข็งตัว เพื่อสร้าง "ขั้นตอน B" (สถานะกึ่งแข็งตัว) เพื่ออำนวยความสะดวกในการขึ้นรูปในขั้นตอนต่อไป
การจำแนกประเภทหลัก
ตามข้อมูลจากเส้นใยคาร์บอนดิบ:
1. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ที่ทำจาก PAN (ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ในท้องตลาดมากกว่า 90% เป็นผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ประเภทนี้)
2. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ที่ทำจากวิสโคส
3. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ที่ทำจากแอสฟัลต์
ตามข้อกำหนดของคาร์บอนไฟเบอร์:
ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 1K
ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 3K
ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 6K
ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 12K
ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทอขนาดใหญ่ 24K ขึ้นไป
ตามกระบวนการคาร์บอนไนเซชันของเส้นใยคาร์บอน:
1. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์กราไฟต์ ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึง 2000-3000 องศาเซลเซียส
2. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึงประมาณ 1000 องศาเซลเซียส
3. ผ้าใยคาร์บอนที่ผ่านการออกซิเดชั่นล่วงหน้า ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึง 200-300 องศาเซลเซียส
ตามวิธีการทอผ้า:
1. พรีเพรกแบบแห้ง
2. พรีเพรกแบบเปียก
3. พรีเพรกแบบทิศทางเดียว
4. เทปพรีเพรก
5. ไม่มีผ้าช่วยพยุง
6. โดยใช้ผ้าหรือวัสดุรองรับอื่นๆ
ลักษณะการทำงาน
น้ำหนักเบา: ความหนาแน่นเพียง 1/5 ของเหล็ก เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเบาเป็นพิเศษ
มีความแข็งแรงและทนทานสูง: มีความสามารถในการรับน้ำหนักได้ดีเยี่ยม
ทนทานต่อความล้าได้ดีเยี่ยม: สามารถทนต่อแรงกระทำซ้ำๆ ในระยะยาวได้โดยไม่เสียหาย
ขึ้นรูปได้ดี: สามารถขึ้นรูปเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนต่างๆ ได้ในแม่พิมพ์
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ: ประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิสูง
พื้นที่การใช้งาน
1. การบินและอวกาศ: ลำตัวเครื่องบิน, หางเสือ, เปลือกเครื่องยนต์จรวด, ตัวกระจายลมขีปนาวุธ, แผงโซลาร์เซลล์ เป็นต้น
2. อุปกรณ์กีฬา: ผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักเบาและทนทาน เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์ ชิ้นส่วนรถจักรยานยนต์ คันเบ็ดตกปลา ไม้เบสบอล สกี เรือเร็ว ไม้แบดมินตัน ที่วางจักรยานคุณภาพสูง ไม้เทนนิส สกี เป็นต้น
3. อุตสาหกรรม: ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ วัสดุเสริมแรงโครงสร้างคอนกรีต ใบพัดพัดลม เพลาส่งกำลัง และชิ้นส่วนไฟฟ้า
4. การดับเพลิง: เหมาะสำหรับการผลิตเสื้อผ้ากันไฟชนิดพิเศษสำหรับทหาร นักดับเพลิง โรงงานเหล็ก ฯลฯ
